CN103174524A - 电子节气门控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子节气门控制***，包括：加速踏板模块、单片机、电机驱动电路、节气门体，节气门体包括直流电机、节气门和节气门位置传感器，单片机内嵌A/D转换器，加速踏板模块通过A/D转换器将加速踏板的位置信号转换为电压信号输入到单片机，单片机根据加速踏板位置以及其他节点传感器的信号计算出节气门体应有的开度，然后发出控制信号给电机驱动电路，驱动直流电机带动节气门到相应的开度，节气门位置传感器连接控制单元，实现节气门位置信号的反馈。通过上述方式，本发明能够根据发动机的工况、汽车的行驶状态等对节气门的开度作出实时的调节，使发动机在最适当的状态下工作，并且具有响应速度快、可靠性高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及汽车油门控制领域，特别是涉及一种电子节气门控制***。
背景技术
传统的节气门与加速踏板之间通过拉索（杆）连接，节气门的开度完全由驾驶员通过加速踏板来控制。这种机械控制方式只能使发动机电子控制***完全按驾驶员对加速踏板的操作控制发动机的工作，不能确保发动机的工作状态与汽车的运行情况形成最佳的匹配。
目前，电子节气门控制***逐步取代传统的机械节气门控制***，但油门执行器的驱动部件主要采用步进电机和直流电机两种型式。步进电机具有较高的位置特性，但高速性能较差；使用直流电机时，对节气门体的正向和反相输出控制采用相同的控制方法，由于节气门伐向不同方向转动的过程中转动范围大小不同，导致正反转模型不同，正向和方向采用相同的控制方法，必然导致某个方向上控制虽然能及时将节气门阀的开度控制在期望的开度，但另一方向上控制虽然也能将节气门阀控制在期望的开度，所以时间将要延长，导致相应速度慢。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种电子节气门控制***，能够根据发动机的工况、汽车的行驶状态等对节气门的开度作出实时的调节，使发动机在最适当的状态下工作，而且电机驱动电路采用H桥驱动电路，实现对直流电机正、反转状态的控制，使得电子节气门控制***具有响应速度快、可靠性高地特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电子节气门控制***，包括：加速踏板模块、单片机、电机驱动电路、节气门体，所述节气门体包括直流电机、节气门和节气门位置传感器，所述单片机内嵌A/D转换器，所述加速踏板模块通过A/D转换器将加速踏板的位置信号转换为电压信号输入到单片机，所述单片机根据加速踏板位置以及其他节点传感器的信号计算出节气门体应有的开度，然后发出控制信号给电机驱动电路，驱动直流电机带动节气门到相应的开度，所述节气门位置传感器连接A/D转换器，实现节气门位置信号的反馈，所述电机驱动电路采用H桥驱动电路，包括：第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第一三极管和第四三极管同时导通时产生正向扭矩控制直流电机正向转动，所述第二三极管和第三三极管同时导通时产生反向扭矩控制直流电机反向转动。
在本发明一个较佳实施例中，所述加速踏板模块包括加速踏板和加速踏板位置传感器，所述加速踏板位置传感器采用双电位计式传感器，安装在加速踏板模块内部，同时输出两个大小同向变化，但变化斜率不同的电压信号，用于检测加速踏板的位置变化。
在本发明一个较佳实施例中，所述节气门位置传感器采用无触点的双向电位计式传感器，当节气门开度改变时，输出的两个电压信号是方向变化的。
在本发明一个较佳实施例中，所述单片机采用80C196KC芯片。
在本发明一个较佳实施例中，所述单片机还内嵌PWM输出模块，所述PWM输出模块与电机驱动电路相连，并通过节气门体将节气门反馈信号传递给A/D转换器。
本发明的有益效果是：本发明能够根据发动机的工况、汽车的行驶状态等对节气门的开度作出实时的调节，使发动机在最适当的状态下工作，并且具有响应速度快、可靠性高的特点。
附图说明
图1是本发明电子节气门控制***的结构框图示意图；
图2是所示的直流电机的驱动原理示意图；
附图中各部件的标记如下：加速踏板模块1、节气门体2。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：加速踏板模块1、单片机80C196KC、电机驱动电路、节气门体2，单片机内嵌A/D转换器和PWM调制模块，加速踏板模块1包括加速踏板和加速踏板位置传感器，加速踏板位置传感器将从加速踏板上感应的位置信号送至A/D转换器，反映驾驶员对直流电机的转矩要求，通过A/D转换器将位置信号转换为相应的电压信号输入到单片机，单片机根据加速踏板位置以及其他节点传感器的信号计算出节气门体2应有的开度，通过PWM调制模块后对电机驱动电路输出控制信号，节气门体2包括：直流电机、节气门和节气门位置传感器，直流电机与电机驱动电路相连，电机驱动电路对直流电机发出驱动信号，驱动节气门体2到相应的开度，节气门位置传感器连接A/D转换器，将节气门位置信号反馈给单片机。
节气门位置传感器采用无触点的双向电位计式传感器，当节气门开度改变时，输出的两个电压信号是反向变化的，提高了单片机对节气门位置的控制准确度。
加速踏板位置传感器采用双电位计式传感器，安装在加速踏板模块内部，同时输出两个大小同向变化，但变化斜率不同的电压信号，用于检测加速踏板的位置变化，提高测量精度。
请参阅图2，电机驱动电路采用H桥驱动电路，包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，三极管Q1和三极管Q4为一组，三极管Q2和三极管Q3为另一组，同一组的三极管同步导通或关断，不同组的三极管的导通与关断正好相反。当三极管Q1和三极管Q4同时导通，三极管Q2和三极管Q3同时截止时，电路方向如A所示，直流电机产生正向扭矩；当三极管Q2和三极管Q3同时导通，三极管Q1和三极管Q4同时截止时，电流方向如B所示，电机产生反向扭矩，H桥驱动电路实现控制直流电机的正反转。
区别于现有技术，本发明电子节气门控制***的驱动电机电路采用H桥驱动电路，控制直流电机的正反转，使得使发动机在最适当的状态下工作，并且具有响应速度快、可靠性高地特点。
本发明电子节气门控制***的工作原理：加速踏板位置传感器将从加速踏板上感应的位置信号送至A/D转换器，通过A/D转换器将位置信号转换为相应的电压信号输入到单片机，单片机根据加速踏板位置以及其他节点传感器的信号计算出节气门体2应有的开度，通过PWM调制模块后对电机驱动电路输出控制信号，电机驱动电路对直流电机发出驱动信号，驱动节气门体2到相应的开度，节气门位置传感器连接A/D转换器，将节气门位置信号反馈给单片机，实现闭环控制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种电子节气门控制***，包括：加速踏板模块、单片机、电机驱动电路、节气门体，所述节气门体包括直流电机、节气门和节气门位置传感器，所述单片机内嵌A/D转换器，所述加速踏板模块通过A/D转换器将加速踏板的位置信号转换为电压信号输入到单片机，所述单片机根据加速踏板位置以及其他节点传感器的信号计算出节气门体应有的开度，然后发出控制信号给电机驱动电路，驱动直流电机带动节气门到相应的开度，所述节气门位置传感器连接A/D转换器，实现节气门位置信号的反馈，其特征在于，所述电机驱动电路采用H桥驱动电路，包括：第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第一三极管和第四三极管同时导通时产生正向扭矩控制直流电机正向转动，所述第二三极管和第三三极管同时导通时产生反向扭矩控制直流电机反向转动。
2.根据权利要求1所述的电子节气门控制***，其特征在于，所述加速踏板模块包括加速踏板和加速踏板位置传感器，所述加速踏板位置传感器采用双电位计式传感器，安装在加速踏板模块内部，同时输出两个大小同向变化，但变化斜率不同的电压信号，用于检测加速踏板的位置变化。
3.根据权利要求1所述的电子节气门控制***，其特征在于，所述节气门位置传感器采用无触点的双向电位计式传感器，当节气门开度改变时，输出的两个电压信号是反向变化的。
4.根据权利要求1所述的电子节气门控制***，其特征在于，所述单片机采用80C196KC芯片。
5.根据权利要求1所述的电子节气门控制***，其特征在于，所述单片机还内嵌PWM输出模块，所述PWM输出模块与电机驱动电路相连，并通过节气门体将节气门反馈信号传递给A/D转换器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C04 | Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20130626 |